ED Sciences Chimiques
Nanoparticules polypeptidiques fluorescentes synthétisées via une polymérisation par ouverture de cycle de N-carboxyanhydrides et auto-assemblage concomitant
par Amin EL JARROUDI HAMMOU (Institut des Sciences Moléculaires)
Cette soutenance a lieu à 9h00 - Amphithéâtre Adolphe Pacault Centre de Recherche Paul Pascal, 115 Avenue du Dr Albert Schweitzer, 33600 Pessac
devant le jury composé de
- Chloé GRAZON - Chargée de recherche - CNRS / Université de Bordeaux / LCPO / Bordeaux INP - Directeur de these
- Silvia MARCHESAN - Full professor - Université de Trieste - Rapporteur
- Guillaume DELAITTRE - Full professor - Université Heinrich Heine de Düsseldorf - Rapporteur
- Colin BONDUELLE - Directeur de recherche - CNRS / Université de Bordeaux / LCPO / Bordeaux INP - CoDirecteur de these
- Emilie POUGET - Directrice de recherche - CNRS / Institut de Chimie et de Biologie des Membranes et des Nano-objets (CBMN) - Examinateur
- Diana CIUCULSECU PRADINES - Maîtresse de conférences - Université de Toulouse / UMR 5623 SOFTMAT - Examinateur
Cette thèse porte sur le développement de nanoparticules polypeptidiques fonctionnelles et fluorescentes par auto-assemblage induit par polymérisation en milieu aqueux (Ring-Opening Polymerization-Induced Self-Assembly, ROPISA). Les nanoparticules fluorescentes constituent des outils prometteurs pour des applications en bioimagerie et en biodétection. Cependant, la majorité des systèmes actuellement disponibles repose sur des matériaux non biodégradables. Les polypeptides représentent ainsi une alternative particulièrement intéressante en raison de leur biocompatibilité et de leur biodégradabilité intrinsèque. Dans un premier temps, un N-carboxyanhydride (PLG-NCA) fonctionnalisé par un groupe propargyle a été synthétisé et étudié en polymérisation. Une stratégie en une étape combinant la ROPISA et la cycloaddition azoture-alcyne catalysée par le cuivre, appelée Click'n ROPISA, a ensuite été développée pour la synthèse directe de nanoparticules fluorescentes. En utilisant un macroinitiateur de poly(éthylène glycol) et différents colorants fonctionnalisés par des groupements azoture, des nanoparticules fluorescentes couvrant le domaine d'émission du bleu au rouge ont ainsi été obtenues. Un transfert d'énergie de type FRET a notamment été démontré entre des nanoparticules vertes donneuses et accepteurs rouges. Par ailleurs, les nanoparticules émettant dans le rouge ont présenté une forte brillance volumique, supérieure à celle rapportée pour des quantum dots commerciaux émettant dans le rouge. La thèse s'intéresse ensuite au développement de nanoparticules entièrement polypeptidiques, en utilisant le poly(acide glutamique) comme macroinitiateur chargé pour la polymérisation de NCA hydrophobes. Leur morphologie a pu être modulée en faisant varier la nature et la concentration des sels ajoutés, permettant ainsi d'accéder à différentes morphologies, allant d'objets allongés à des structures sphériques. Des nanoparticules fluorescentes entièrement polypeptidiques ont également été obtenues en combinant ce macroinitiateur avec un NCA fluorescent. Enfin, des oligonucléotides ont été étudiés comme macroinitiateurs, ouvrant potentiellement la voie à l'extension de la ROPISA vers la conception de nanoparticules polypeptidiques biohybrides. Ce travail élargit le champ d'application de la ROPISA en milieu aqueux à la synthèse de nanoparticules polypeptidiques fonctionnelles et fluorescentes. Il démontre la polyvalence de cette approche pour accéder à des nano-objets présentant une composition, une morphologie et des propriétés optiques modulables. Ces nanoparticules constituent ainsi des plateformes prometteuses pour des applications en biosenseurs et en bioimagerie, notamment dans les contextes nécessitant une forte brillance et une résolution à l'échelle de la particule individuelle.
ED Sciences de la Vie et de la Santé
Microenvironnement dans les cancers cutanés : Rôle du Télocyte dans la physiopathologie du Carcinome Épidermoïde Cutané
par Julie CLACHET (BoRdeaux Institute of onCology)
Cette soutenance a lieu à 14h00 - Amphithéâtre 2, Rue du Dr Hoffmann Martinot, Bâtiment Bordeaux Biologie Santé, 33000, Bordeaux
devant le jury composé de
- Muriel CARIO - Chargée de recherche - CHU / Université de Bordeaux / BoRdeaux Institute of onCology - Directeur de these
- Véronique BRAUD - Directrice de recherche - CNRS / Institut de Pharmacologie Moléculaire et Cellulaire-UMR7275 - Rapporteur
- Stéphane DEDIEU - Professeur des universités - Université de Reims Champagne-Ardenne - Rapporteur
- Katia BONIFACE - Professeure des universités - Université de Bordeaux - Examinateur
- Julien ABLAIN - Chargé de recherche - INSERM / Cancer Research Center of Lyon - Examinateur
Les carcinomes épidermoïdes cutanés (CEC) constituent l'une des formes de cancer les plus répandues dans le monde. Bien qu'ils soient souvent précédés de lésions précancéreuses (kératoses actiniques, KA), leur évolution reste difficilement prévisible. Ils résultent pour la plupart d'une exposition solaire accrue et d'irradiation UV, affectant la partie la plus superficielle de la peau, l'épiderme. Ces UV induisent des modifications sur les cellules de l'épiderme mais peuvent s'étendre au niveau de la seconde couche cutanée, le derme, où résident des composants cellulaires essentiels. Parmi ces cellules, les télocytes (TC), récemment identifiés et distincts des fibroblastes, présentent des transformations parallèles aux altérations structurelles du derme. Ils se caractérisent par une morphologie particulière, marquée par de longs prolongements appelés télopodes, pouvant atteindre plusieurs centaines de microns. Cette particularité leur confère la capacité d'interagir avec de nombreux types cellulaires (cellules immunitaires, stromales, endothéliales…), et de former, dans la plupart des tissus (peau, intestin, cœur…), un véritable réseau structural. Ils sont également décrits comme des “nurse cells”, souvent proches des cellules souches, et leur disparition du tissu semble corrélée à l'apparition de pathologie telle que la fibrose. Cette altération a également été rapportée dans un contexte tumoral, notamment au niveau du côlon et du sein, ainsi qu'en zone péritumorale. Si la littérature a bien établi le rôle fondamental des fibroblastes dans la progression du cancer, celui des télocytes reste encore méconnu. Ces travaux de thèse visaient à comprendre l'implication des TC dans la physiopathologie du CEC, de la lésion précancéreuse à l'invasion. Dans un premier temps, l'analyse histologique par immunofluorescence de tissus de patients a révélé une altération précoce du réseau CD34+ stromal autour des annexes cutanées, correspondant aux TC. Cette altération est présente au sein de certaines kératoses actiniques et confirmée dans les CEC in situ. Pour caractériser l'identité cellulaire du TC et le distinguer des fibroblastes, une approche protéomique comparative a permis de mettre en évidence des différences d'expression, dont celle du CD10, confortant l'intérêt d'une approche combinatoire (CD34/CD10) pour l'identification in situ des TC. Fonctionnellement, nos modèles de coculture in vitro démontrent que les cellules tumorales induisent une transition phénotypique des TC, marquée par une diminution de leur dendricité, une perte du CD34 et un gain de CD10. Cette transition phénotypique et sécrétoire, signe leur différenciation en un sous-type de fibroblastes associés au cancer (CAF CD10+), possédant des propriétés pro-tumorales et immunomodulatrices capables de soutenir la progression tumorale. Enfin, une approche protéomique exploratoire après irradiation UV-A a mis en évidence l'induction précoce d'une signature de stress cellulaire, ouvrant des pistes sur l'implication des TC dans les étapes initiales du photovieillissement et de la carcinogenèse cutanée. En conclusion, ces travaux mettent en évidence une source inédite de CAF, dérivée des TC dès les stades précoces de la tumorigenèse cutanée. Les TC pourraient être des biomarqueurs d'évolutivité de la KA vers le CEC, mais également une cible pour des stratégies de prévention du CEC.
ED Sciences Physiques et de l'Ingénieur
Exploration de l'imagerie biphotonique dans la fenêtre NIR-IIb à l'aide de nanotubes de carbone individuels
par Nasim AKHTAR (Laboratoire Photonique, Numérique & Nanosciences)
Cette soutenance a lieu à h00 - Amphithéâtre A. DUCASSE LP2N – Institut d'Optique d'Aquitaine, Amphithéâtre A. DUCASSE, Rue François Mitterrand, 33400 Talence, France
devant le jury composé de
- Laurent COGNET - Directeur de recherche - CNRS / LP2N / Université de Bordeaux - Directeur de these
- Chiara STRINGARI - Directrice de recherche - CNRS / LOB / École Polytechnique - Rapporteur
- Nicolas IZARD - Chargé de recherche - CNRS / L2C / Université de Montpellier - Rapporteur
- Stéphane BANCELIN - Chargé de recherche - CNRS / LP2N / Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
- Claire LEFORT - Chargée de recherche - CNRS / Institut XLIM / Université de Limoges - Examinateur
- Lionel CANIONI - Professeur des universités - Université de Bordeaux / ICMCB - Examinateur
La microscopie multiphotonique, notamment les microscopies de fluorescence à deux photons (2P) et trois photons (3P), est largement utilisée pour étudier in vivo et ex vivo la morphologie et la physiologie tissulaires à résolution cellulaire et subcellulaire, en profondeur dans des tissus diffusants, de façon peu invasive. Cette capacité repose sur le confinement de l'excitation non linéaire associé à une excitation proche infrarouge (NIR) à grande longueur d'onde. La fenêtre de transparence à 1700 nm est particulièrement attractive par son compromis entre diffusion tissulaire réduite et absorption, favorisant une pénétration plus profonde de la lumière. La microscopie 3P à 1700 nm avec des fluorophores rouges est de plus en plus utilisée pour l'imagerie profonde, tandis que la 2P à la même longueur d'onde reste beaucoup moins explorée faute de fluorophores à forte réponse 2P. Dans cette thèse, nous avons étudié les nanotubes de carbone à simple paroi (SWCNTs) comme sondes fluorescentes NIR pour la microscopie 2P autour de 1700 nm. Une source femtoseconde accordable de 1630 à 1700 nm a été caractérisée pour étudier la fluorescence 2P de SWCNTs pristines, triés en chiralité et fonctionnalisés par oxygénation. Les SWCNTs (6,5) fonctionnalisés par oxygénation présente une large section efficace à 2P, atteignant (57,1 ± 2,1) × 10^3 GM à 1640 nm, soit plus de trois fois celle des SWCNTs (6,5) dans les mêmes conditions. Leur fluorescence de centres colorés, décalée vers le rouge autour à 1140 nm, a été utilisée dans un microscope multiphotonique pour détecter et caractériser spectroscopiquement des nanotubes individuels. À notre connaissance, il s'agit de la première démonstration d'imagerie de fluorescence de particules individuelles par excitation 2P à 1700 nm. Un deuxième objectif était d'évaluer avec la profondeur les performances pratiques des microscopies 2P, 3P et 4P à une longueur d'onde commune vers 1700 nm. Un cadre analytique et des simulations de Monte Carlo ont été développé, intégrant l'atténuation de l'excitation, la génération de signal de fluorescence, le bruit de fond hors foyer, le transport et la collection de fluorescence dépendant de la longueur d'onde et la contribution du détecteur. Après validation avec des résultats publiés d'imagerie cérébrale à 1300 nm, le modèle a été appliqué à la matière grise, à la matière blanche, au foie de rat et à la peau humaine. Les calculs montrent qu'un ordre d'excitation non linéaire plus élevé n'augmente pas nécessairement la profondeur accessible en pratique. Bien que la 3P offre une suppression intrinsèque du bruit de fond plus forte, sa profondeur pratique peut être limitée par la diminution du signal focal et la contribution du détecteur avant d'atteindre sa limite théorique de bruit de fond ; cet effet est encore plus marqué pour la 4P. Le croisement entre ces régimes dépend de l'énergie par impulsion, du taux de répétition, des propriétés optiques des tissus, des performances du fluorophore et des conditions de détection. Des énergies plus faibles et des taux de répétition plus élevés favorisent la 2P et potentiellement une acquisition plus rapide, tandis qu'une énergie plus élevée rend progressivement la 3P plus avantageuse ; la 4P ne devient favorable qu'à des énergies nettement plus élevées dans le modèle actuel.
ED Sciences et environnements
Cartographie de la repousse forestière en Afrique équatoriale par RADAR à synthèse d'ouverture
par Solène RENAUDINEAU (ISPA - Interaction Sol-Plante-Atmosphère)
Cette soutenance a lieu à 9h00 - Salle conférence ISPA 71, Avenue Edouard Bourlaux 33140 Villenave d'Ornon
devant le jury composé de
- Frédéric FRAPPART - Directeur de recherche - INRAE / Université de Bordeaux - Directeur de these
- Nicolas BAGHDADI - Directeur de recherche - INRAE / Université de Montpellier - Rapporteur
- Valéry GOND - Directeur de recherche - CIRAD / AgroParisTech - Rapporteur
- Annabel PORTé - Directrice de recherche - INRAE / Université de Bordeaux - Examinateur
- Marie PARRENS - Maîtresse de conférences - Ecole ingénieur de Purpan - Examinateur
- Emmanuel ROUX - Chargé de recherche - IRD / Université de Montpellier - Examinateur
- Marc PEAUCELLE - Chargé de recherche - INRAE / Université de Bordeaux - CoDirecteur de these
Le réchauffement climatique, induit par les activités humaines, incite scientifiques et décideurs à s'intéresser aux puits de carbone. Parmi eux, les forêts tropicales occupent une place centrale. Si l'Amazonie, plus grande forêt tropicale du monde, aurait atteint son seuil de saturation en carbone, ce n'est pas le cas de la deuxième plus grande forêt tropicale, située en Afrique. Cette dernière joue pourtant un rôle essentiel dans la régulation du climat et la conservation de la biodiversité, mais elle reste peu étudiée et est menacée par le changement climatique ainsi que par la pression anthropique croissante. L'agriculture itinérante constitue l'une des principales causes de déforestation dans cette région. Paradoxalement, elle favorise également la régénération naturelle sous forme de forêts secondaires, qui représenteraient aujourd'hui près de 70 % de la couverture forestière tropicale. Afin de mieux suivre l'évolution de ces écosystèmes, de nombreux projets ont été lancés. La définition même de « forêt » varie d'un pays à l'autre et ces zones sont souvent difficilement accessibles; la télédétection apparaît alors comme une technologie prometteuse. La diversité des capteurs, désormais librement disponibles, permet de suivre la structure des forêts. Bien qu'ils ne mesurent pas directement la biomasse (et donc le stock de carbone), ces capteurs peuvent servir de proxy à condition de disposer de données de terrain pour calibrer les relations. Cette thèse s'attache donc à exploiter ces capteurs pour estimer la biomasse des forêts secondaires d'Afrique équatoriale. Des mesures de terrain ont été réalisées afin d'établir des relations allométriques liant l'âge des forêts à leur biomasse. Une étude a ensuite évalué l'usage des cartes d'occupation du sol, largement utilisées à l'échelle mondiale, pour déterminer l'âge des forêts secondaires. Enfin, une nouvelle méthode de détection, basée sur des séries temporelles radar, a été explorée pour localiser ces forêts. La compréhension du comportement du signal radar au fil du temps ouvre de nouvelles perspectives, notamment avec l'arrivée prochaine des missions BIOMASS et NISAR.